(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される三相交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサからの電流で充電される蓄電池とを備え、負荷に電源を供給する電源装置の前記蓄電池の充電電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記コンデンサからの電流の直流成分を検出する直流検出部と、
前記直流検出部で検出された前記コンデンサからの電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記充電電流の交流成分との比を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする電源検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源検査装置であって、
前記算出部は、
前記交流成分の大きさが大きくなると高くなる前記比を算出し、
前記判定部は、
前記比が所定の値より高くなると、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作していないか、前記コンデンサの容量値が所定の値でないか、のうち少なくとも何れか一方であると判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電源検査装置であって、
前記算出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第１レベルから第２レベルへと上昇している間の前記比を算出すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項４】
入力される三相交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサからの電流で充電される蓄電池とを備え、負荷に電源を供給する電源装置の前記蓄電池の充電電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記充電電流の直流成分を検出する直流検出部と、
前記直流検出部で検出された前記充電電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記充電電流の交流成分との比を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源検査装置であって、
前記算出部は、
前記交流成分の大きさが大きくなると高くなる前記比を算出し、
前記判定部は、
前記比が所定の値より高くなると、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作していないか、前記コンデンサの容量値が所定の値でないか、のうち少なくとも何れか一方であると判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電源検査装置であって、
前記算出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第１レベルから第２レベルへと上昇している間の前記比を算出すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の電源検査装置であって、
前記判定部が、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作していないか、前記コンデンサの容量値が所定の値でないか、のうち少なくとも何れか一方であると判定すると、前記電源装置が正常でないことを示す信号を出力する信号出力部を更に備えること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の電源検査装置であって、
前記判定部が、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作していないか、前記コンデンサの容量値が所定の値でないか、のうち少なくとも何れか一方であると判定すると、前記電源装置が正常でないことを示す情報を表示する表示装置を更に備えること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項９】
入力される三相交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサからの電流で充電される蓄電池とを備え、負荷に電源を供給する電源装置の前記蓄電池の充電電流の交流成分を検出し、
前記コンデンサからの電流の直流成分を検出し、
検出された前記コンデンサからの電流の直流成分と、検出された前記充電電流の交流成分との比を算出し、
算出された前記比に基づいて、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査方法。
【請求項１０】
入力される三相交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサからの電流で充電される蓄電池と、検査装置と、を備え、負荷に電源を供給する電源装置であって、
前記検査装置は、
前記蓄電池の充電電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記コンデンサからの電流の直流成分を検出する直流検出部と、
前記直流検出部で検出された前記コンデンサからの電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記充電電流の交流成分との比を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果に基づいて、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を含むことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源検査装置、電源検査方法、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力される交流電圧を整流、平滑化して直流電圧を生成する直流電源装置には蓄電池を含むものがある。このような直流電源装置は、一般に無停電電源装置と呼ばれ、交流電圧が入力されない場合には蓄電池を電源として直流電圧を生成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の直流電源装置において、蓄電池や交流電圧を整流する整流回路等が劣化していると、所望の直流電圧が生成されないことがある。このため、蓄電池は、直流電源装置が動作している間に、例えば特許文献１に開示されているような技術で診断される。一方、整流回路等に異常があるか否かの検査は、一般に直流電源装置の動作が停止されている間に実行される。この結果、整流回路等が検査される際には、直流電源装置とともに、直流電源装置の電源が供給される機器等も停止させる必要があった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、電源装置を停止させることなく、電源装置を検査することが可能な電源検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る電源検査装置は、入力される三相交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、前記コンデンサからの電流で充電される蓄電池とを備え、負荷に電源を供給する電源装置の前記蓄電池の充電電流の交流成分を検出する交流検出部と、前記コンデンサからの電流の直流成分を検出する直流検出部と、前記直流検出部で検出された前記コンデンサからの電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記充電電流の交流成分との比を算出する算出部と、前記算出部の算出結果に基づいて、前記整流回路が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源装置を停止させることなく、電源装置を検査することが可能な電源検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】直流電源装置１０と本発明の一実施形態である検査装置１１との構成を示す図である。
【図２】整流素子が正常な場合の電源供給装置２１の主要な波形を示す図である。
【図３】サイリスタ５１が開放故障している際の電源供給装置２１の主要な波形を示す図である。
【図４】コンデンサ３１の容量値が低下した際の充電電流Ｉｂａｔの波形を示す図である。
【図５】マイコン８２が実現する機能ブロックを示す図である。
【図６】検査装置１１が直流電源装置１０に異常があるか否かを検査する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】判定処理Ｓ１０６の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態である直流電源装置１5の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。  
図１は、直流電源装置１０と本発明の一実施形態である検査装置１１の構成を示す図である。直流電源装置１０は、例えば電気所（不図示）に設けられ、入力される三相交流電圧から、継電器等の負荷１２を動作させるための電源を生成する装置であり、変圧器２０、電源供給装置２１、電流計２２、及び変流器２３を含んで構成される。
【００１０】
変圧器２０は、入力される三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを変圧し、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力する。
【００１１】
電源供給装置２１は、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗから所望の出力電圧Ｖｏｕｔを生成する装置であり、整流回路３０、コンデンサ３１，３２、インダクタ３３、蓄電池３４、制御装置３５、電源線３６，３７及び配電用遮断器４０〜４５を含んで構成される。
【００１２】
整流回路３０は、入力される三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを整流して出力する回路であり、サイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２を含んで構成される。なお、サイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２はいわゆるブリッジ回路を構成する。
【００１３】
コンデンサ３１は、整流回路３０で整流された電圧を平滑化する。コンデンサ３２及びインダクタ３３は、いわゆるＬＣフィルタを構成する。このため、コンデンサ３２からは、コンデンサ３１の充電電圧に含まれるノイズ成分が抑制された電圧が出力される。なお、コンデンサ３２の充電電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとし、コンデンサ３２から出力される電流を出力電流Ｉｏｕｔとする。また、コンデンサ３２の一端は、配電用遮断器４０及び電流計２２を介して電源線３６に接続され、コンデンサ３２の他端は、配電用遮断器４１を介して電源線３７に接続される。
【００１４】
蓄電池３４は、電源線３６，３７の間に接続され、例えば、停電等で変圧器２０に三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔが入力されない場合に、電源線３６，３７に接続される負荷に直流電源を供給する。また蓄電池３４は、蓄電池３４の電池電圧Ｖｂａｔが出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルと一致するように充電される。
【００１５】
制御装置３５は、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルに基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルが所定のレベルとなるようにサイリスタ５０〜５２の点弧角を制御する装置である。詳細は後述するが、例えば出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを上昇させる場合、制御装置３５は、サイリスタ５０〜５２の点弧角を大きくし、サイリスタ５０〜５２のオン期間（動作期間）を長くする。一方、出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを低下させる場合、制御装置３５は、サイリスタ５０〜５２の点弧角を小さくし、サイリスタ５０〜５２のオン期間を短くする。また、制御装置３５は、例えば検査装置１１からの指示に基づいて、サイリスタ５０〜５２を制御する。具体的には、検査装置１１から蓄電池３４を均等充電させる指示が入力されると、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルが電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇するようにサイリスタ５０〜５２の点弧角を大きくする。この結果、蓄電池３４の電池電圧Ｖｂａｔも電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇するため、蓄電池３４は均等充電される。
【００１６】
配電用遮断器４０，４１は、整流回路３０、コンデンサ３１，３２、インダクタ３３を過電流から保護するための遮断器である。配電用遮断器４２〜４５の夫々は、接続される負荷を過電流から保護するための遮断器である。なお、負荷１２は、例えば配電用遮断器４２，４３の間に接続されることにより出力電圧Ｖｏｕｔの電源が供給される。
【００１７】
電流計２２（直流検出部）は、配電用遮断器４０と電源線３６との間に設けられ、出力電流Ｉｏｕｔを測定する。測定された電流値は、例えばアナログの信号として検査装置１１へと出力される。また、電流計２２は、測定された電流を表示する表示パネル（不図示）を備えている。なお、コンデンサ３１の電流の直流成分は、コンデンサ３２へ流れることは無い、このため、コンデンサ３１の電流の直流成分は、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と一致する。
【００１８】
変流器２３（交流検出部）は、蓄電池３４の充電電流Ｉｂａｔの交流成分を検出する。なお、変流器２３は、一般的な交流電流を測定する交流変流器である。なお、変流器２３も電流計２２と同様に、検出された交流成分を表示する表示パネル（不図示）を備えている。
【００１９】
検査装置１１は、直流電源装置１０の異常の有無を検査するための検査装置である。検査装置１１は、電流計２２、変流器２３の検出結果に基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３５の異常の有無を検査する。詳細は後述するが、例えば整流回路３０やコンデンサ３１が故障すると、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は大きくなる。このような現象に基づいて、検査装置１１は、整流回路３０やコンデンサ３１の異常の有無を検査する。
【００２０】
なお、直流電源装置１０が電源装置に相当し、検査装置１１、電流計２２、及び変流器２３が電源検査装置に相当する。
【００２１】
＝＝電源供給装置２１の動作＝＝
ここで、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度の際に、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合と、整流素子の何れか一つが例えば開放故障している場合の電源供給装置２１の動作を説明する。なお、ここでは電源供給装置２１は、負荷１２の内部に含まれる抵抗（不図示）に電源を供給することとする。つまり、本実施形態では、配電用遮断器４２，４３の間には、等価的に抵抗負荷が接続されていることになる。
【００２２】
＜＜整流素子が正常の場合＞＞
図２は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度であり、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合の電源供給装置２１の主要な波形を説明するための図である。なお、時刻ｔ０〜ｔ６までの期間は、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの夫々の１周期の期間である。
【００２３】
まず、時刻ｔ０においては、三相交流電圧Ｖｕが最も高く、三相交流電圧Ｖｖが最も低いため、サイリスタ５０及びダイオード６１がオンする。時刻ｔ０〜時刻ｔ１までの間において、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖの差は増加した後に低下する。このため、コンデンサ３１の電圧Ｖｃは、時刻ｔ０から三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖの差が最も大きくなる時刻まで上昇し、その後低下する。そして、時刻ｔ１となると、三相交流電圧Ｖｖよりも三相交流電圧Ｖｗが低くなるため、サイリスタ５０及びダイオード６２がオンする。時刻ｔ１〜ｔ２までの間において、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｗの差は増加した後に低下する。このため、電圧Ｖｃは、時刻ｔ１から三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｗの差が最も大きくなる時刻まで上昇し、その後低下する。
【００２４】
時刻ｔ２となると、三相交流電圧Ｖｕよりも三相交流電圧Ｖｖが高くなるため、サイリスタ５１及びダイオード６２がオンする。また、時刻ｔ２〜ｔ３までの間の電圧Ｖｃは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。そして、時刻ｔ３となると、三相交流電圧Ｖｗよりも三相交流電圧Ｖｕが低くなるため、サイリスタ５１及びダイオード６０がオンする。また、時刻ｔ３〜ｔ４までの間の電圧Ｖｃは、時刻ｔ１〜ｔ２と同様に変化する。
【００２５】
時刻ｔ４となると、三相交流電圧Ｖｖよりも三相交流電圧Ｖｗが高くなるため、サイリスタ５２及びダイオード６０がオンする。また、時刻ｔ４〜ｔ５までの間の電圧Ｖｃは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。時刻ｔ５となると、三相交流電圧Ｖｕよりも三相交流電圧Ｖｖが最も低くなるため、サイリスタ５２及びダイオード６１がオンする。また、時刻ｔ５〜ｔ６までの間の電圧Ｖｃは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。そして、時刻ｔ６以降は、時刻ｔ０〜ｔ６までの動作が繰り返される。このように、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合では、電圧Ｖｃは、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが全波整流された波形となる。
【００２６】
また、コンデンサ３２及びインダクタ３３で構成されるＬＣフィルタは、電圧Ｖｃのノイズ成分を抑制し、出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。このため、出力電圧Ｖｏｕｔの交流成分の大きさは電圧Ｖｃの交流成分と比べると低下するが、出力電圧Ｖｏｕｔは電圧Ｖｃと同様に変化する。
【００２７】
また、前述のように、負荷１２は例えば抵抗負荷であり、蓄電池３４は、電源線３６，３７の間に接続された容量性の負荷として等価的に近似することができる。このため、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの夫々の交流成分は、出力電圧Ｖｏｕｔと同様に変化することになる。
【００２８】
＜＜整流素子のうちの何れか１つ（サイリスタ５１）が異常の場合＞＞
図３は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度であり、例えば、サイリスタ５１が開放故障している場合の電源供給装置２１の主要な波形を説明するための図である。なお、サイリスタ５０，５２は、図２を用いて説明した場合と同様に動作する。つまり、三相交流電圧Ｖｕが最も高くなる時刻ｔ０〜ｔ２までの期間と、三相交流電圧Ｖｗが最も高くなる時刻ｔ４〜ｔ６までの期間とにおける電圧Ｖｃは、図２と同様に変化するため詳細な説明は省略する。
【００２９】
サイリスタ５１が開放故障している場合、三相交流電圧Ｖｖが最も高くなり、サイリスタ５１がオンすべき時刻ｔ２〜ｔ４までの間において、サイリスタ５１はオフしたままとなる。つまり、サイリスタ５１は、三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのレベルに応じた所定のタイミングで動作（オン）しなくなる。この結果、時刻ｔ２〜ｔ４の間で電圧Ｖｃは低下し、出力電圧Ｖｏｕｔも同様に低下する。したがって、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は、整流素子が正常の場合と比較すると増加する。
【００３０】
なお、ここでは、サイリスタ５１に開放故障する場合について説明したが、他の整流素子（例えば、サイリスタ５０やダイオード６０等）が開放故障した場合も同様である。また、制御装置３５が故障し、サイリスタ５１をオンできない場合の出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔも図３に示した場合と同様に変化する。つまり、整流素子が開放故障するか、制御装置３５が故障しサイリスタ５０〜５２をオンできない場合には、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は増加することになる。
【００３１】
なお、ここでは、点弧角が１８０度の場合について説明したが、点弧角が１８０度でない場合であっても、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は増加する。
【００３２】
＜＜コンデンサ３１の容量が低下した場合＞＞
また、図１及び図４を参照しつつ、コンデンサ３１の容量値が経年変化等により低下した場合の出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの変化について説明する。
【００３３】
コンデンサ３１の容量値が所定値から経年変化等により低下すると、コンデンサ３１のインピーダンスは増加するため、整流回路３０で発生するリップル電流は、コンデンサ３１に流れにくくなる。したがって、コンデンサ３１の容量値が低下すると、結果的に出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は増加する。なお、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の大きさは、コンデンサ３１の容量値の低下に応じて増加する。
【００３４】
このように、直流電源装置１０では、例えば、コンデンサ３１に開放故障が発生した場合や、整流素子に開放故障が発生した場合において、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の大きさが増加する。
【００３５】
＝＝検査装置１１の詳細＝＝
ここで、図１に示す検査装置１１の詳細について説明する。検査装置１１は、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔに基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３５の異常の有無を検査する。
【００３６】
検査装置１１は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）８０、記憶装置８１、マイコン８２、インターフェース回路（ＩＦ）８３、表示器８４、及び入力装置８５を含んで構成される。
【００３７】
ＡＤコンバータ８０は、電流計２２で測定されるアナログの出力電流Ｉｏｕｔと、変流器２３で検出されるアナログの充電電流Ｉｂａｔの交流成分とをデジタル値に変換する。記憶装置８１は、マイコン８２が実行するプログラムデータや、各種データを記憶する。
【００３８】
マイコン８２は、記憶装置８１に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、マイコン８２は図５に示すような、算出部９０、判定部９１、及び処理部９２の機能を実現する。
【００３９】
算出部９０は、デジタル化された出力電流Ｉｏｕｔ及び充電電流Ｉｂａｔに基づいて所定の計算を実行する。具体的には、算出部９０は、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と、充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比を算出する。なお、ここで、直流成分と交流成分との比は、例えば、三相交流電圧Ｖｕの１周期あたりの期間における出力電流Ｉｏｕｔの平均値と、三相交流電圧Ｖｕの１周期あたりの期間における充電電流Ｉｂａｔのリップル成分の実効値との比である。そして、算出部９０は、充電電流Ｉｂａｔの交流成分を出力電流Ｉｏｕｔの直流成分で割ることにより、両者の比を算出する。したがって、交流成分の大きさのみが増加した場合、比（交流成分／直流成分）は増加することになる。
【００４０】
判定部９１は、算出部９０が算出した比に基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３５の異常の有無を判定する。ところで、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の大きさは、例えば、図３、４に示すように故障箇所によって異なる。本実施形態では、予めコンデンサ３１のみが開放故障した場合、整流回路３０の整流素子の何れか１つが開放故障した場合の夫々において実験的に得られる比が、例えば記憶装置８１に記憶されていることとする。そして、判定部９１は、記憶装置８１に記憶されている実験的に得られた比と、算出部９０が算出した比とを比較することにより整流回路３０等の異常を判別する。なお、ここでは、コンデンサ３１のみが開放故障した場合に得られる比は例えば“０．１”（１０％）であり、整流回路３０の整流素子の何れか１つが開放故障した場合に得られる比は、例えば“０．６”（６０％）であることとする。このため、算出部９０が算出した比が、例えば“０．１”（所定の値）よりも高い場合、コンデンサ３１の容量が所定の値でなく所定の値より低下していること、または、整流回路３０が所定のタイミングで動作していないことが特定できる。このため、判定部９１は、コンデンサ３１、整流回路３０、制御装置３５の少なくとも何れかに異常があると判定する。また、算出部９０が算出した比が、例えば“０．６”よりも高い場合、整流回路３０の整流素子が三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じた所定のタイミングで動作していないことが特定できる。このような場合、判定部９１は、整流回路３０が所定のタイミングで動作しておらず、整流回路３０または制御装置３５に異常があると判定する。
【００４１】
処理部９２（信号出力部）は、出力電流Ｉｏｕｔの測定結果を取得し、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分のレベルが所定より低い場合には、蓄電池３４の均等充電を開始させるための均等充電指示を、インターフェース回路８３を介して制御装置３５に出力する。なお、蓄電池３４の均等充電が開始されると、前述のようにサイリスタ５０〜５２の点弧角は大きくなるため、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分は増加する。また、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔの波形、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の波形や、算出部９０が計算した比を表示器８４に表示させる。処理部９２は、判定部９１が整流回路３０等に異常が有ることを判定すると、出力電流Ｉｏｕｔ等の波形や、算出部９０が計算した比、判定した時刻等を記憶装置８１に記録し、表示器８４に直流電源装置１０に異常があることを示す情報を表示させる。さらに、処理部９２は、判定部９１が整流回路３０等に異常が有ることを判定すると、異常があったことを示す警報を、インターフェース回路８３に出力する。
【００４２】
インターフェース回路８３は、マイコン８２と、表示器８４及び入力装置８５との間で各種データをやりとりする。また、インターフェース回路８３は、処理部９２からの指示に基づいて、均等充電指示を制御装置３５に出力し、外部に警報を出力する。
【００４３】
表示器８４は、出力電流Ｉｏｕｔの波形や、算出部９０が計算した比、直流電源装置１０が正常でないことを示す警報情報を表示する表示パネルである。このため、例えば、利用者は、表示器８４のパネルの出力電流Ｉｏｕｔ波形や、警報情報を確認することにより、直流電源装置１０の異常の有無を判定するができる。
【００４４】
入力装置８５は、例えば、利用者が電流計２２に表示された測定結果や、変流器２３に表示された検出結果等を検出装置１１に設定するためのキーボードである。なお、入力装置８５を介して設定される検出結果等は、インターフェース回路８３を介してマイコン８２へと送信される。このため、例えば、電流計２２や変流器２３から出力される信号がない場合であっても、マイコン８２に電流計２２の測定結果等を取得させることが可能となる。
【００４５】
＝＝検査装置１１の処理の一例＝＝
ここで、図６を参照しつつ、検査装置１１が直流電源装置１０に異常があるか否かを検査する処理の一例を説明する。検査装置１１は、例えば所定周期ごとに図６に示した処理を実行することとする。また、図６に示すフローチャートの処理の主体はマイコン８２が実現する各機能ブロックである。
【００４６】
まず、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔの測定結果を取得する（Ｓ１００）。そして、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分のレベルが所定以上であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。なお、直流成分のレベルとは、例えば、前述した三相交流電圧Ｖｕの１周期あたりの期間における出力電流Ｉｏｕｔの平均値に相当する。直流成分のレベルが所定以上である場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、算出部９０は、ＡＤコンバータ８０から出力される出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と、充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比を算出する。（Ｓ１０４）。
【００４７】
一方、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分のレベルが所定以上でない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理部９２は、蓄電池３４の均等充電を開始させるべく均等充電指示を出力する（Ｓ１０２）。処理Ｓ１０２が実行されると、蓄電池３４の均等充電が開始されるため、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔは増加し始める。そして、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔが十分増加するのに要する一定時間（例えば、５〜１０秒）が経過すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、算出部９０に、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と、充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比を計算させる（Ｓ１０４）。
【００４８】
そして、処理Ｓ１０４が実行されると、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔ、充電電流Ｉｂａｔの波形や、算出部９０が算出した、直流成分と交流成分との比を表示器８４に表示させる（Ｓ１０５）。そして、判定部９１は、算出部９０が算出した比に基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３５に異常があるか否かの判定処理を実行する（Ｓ１０６）。
【００４９】
ここで、判定処理Ｓ１０６は例えば、図７に示すような処理である。以下、判定処理の詳細を説明する。まず、判定部９１は、算出部９０が算出した比が、コンデンサ３１のみが開放故障した場合の比である“０．１”より高いかを否かを判定する（Ｓ２００）。算出された比が“０．１”より低い場合（Ｓ２００：ＮＯ）、判定部９１は、直流電源装置１０には異常が無いと判定する（Ｓ２０１）。一方、算出された比が“０．１”より高い場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、判定部９１は、算出された比が、整流素子の何れか１つが開放故障した場合の比である“０．６”より高いか否かを判定する（Ｓ２０２）。そして、算出された比が“０．６”よりも高い場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、判定部９１は、整流回路３０または制御装置３５に異常があると判定する（Ｓ２０３）。このように、直流電源装置１０において、異常がある箇所の特定が可能となる。一方、算出された比が“０．６”よりも低い場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、判定部９１は、コンデンサ３１に異常があると判定する（Ｓ２０４）。
【００５０】
そして、図６に示すように、判定部９１が異常ありと判定した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理部９２は、出力電流Ｉｏｕｔや充電電流Ｉｂａｔの波形や、判定した時刻、算出した比等を記憶装置８１に記録する。さらに、処理部９２は、異常があったことを示す警報を表示器８４に表示させるとともに警報を出力する（Ｓ１０８）。一方、判定部９１が異常なしと判定した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理は終了される。
【００５１】
＝＝直流電源装置１５について＝＝
ここで、図８を参照しつつ、本発明の一実施形態である直流電源装置１５について説明する。直流電源装置１５は、例えば電気所（不図示）に設けられ、入力される三相交流電圧から、継電器等の負荷１２を動作させるための電源を生成する装置であり、変圧器２０、電源供給装置２１、変流器１００、及び検査装置１１０を含んで構成される。なお、直流電源装置１５と、図１に示す直流電源装置１０とで同じ符号が付されているブロックは同じである。直流電源装置１５においては、直流電源装置１０に含まれる電流計２２、変流器２３の代わりに変流器１００が設けられている。さらに直流電源装置１５は、検査装置１１０を内部に設けている。ここでは、変流器１００及び検査装置１１０について説明する。
【００５２】
変流器１００は、充電電流Ｉｂａｔの直流成分、及び交流成分を検出するいわゆる直流変流器である。なお、変流器１００は、交流検出部及び直流検出部に相当する。
【００５３】
検査装置１１０は、変流器１００の検出結果に基づいて、電源供給装置２１の異常の有無を検査する装置である。検査装置１１０に含まれる各ブロックは、検査装置１１に含まれる各ブロックと同様である。このため検査装置１１０のマイコン８２は、充電電流Ｉｂａｔの直流成分、及び交流成分に基づいて、図６、図７に示すよう処理を実行する。なお、この際には、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分の代わりに充電電流Ｉｂａｔの直流成分が用いられる。この結果、検査装置１１０を直流電源装置１５の内部に設けるような構成とした場合であっても、検査装置１１０は、整流回路３０、コンデンサ３１等の異常の有無を判定することが可能となる。
【００５４】
以上、本実施形態の検査装置１１，１１０について説明した。本実施形態では、例えば、出力電流Ｉｏｕｔ直流成分と充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比に基づいて、整流回路３０等に異常があるか否かが判定された。しかしながら、例えば、図３に示すように、整流回路３０が三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに応じた所定のタイミングで動作しない場合には、充電電流Ｉｂａｔの交流成分（リップル成分）は増加する。また、図４に示すように、コンデンサ３１の容量値が所定の値（例えば、出荷時の値）から低下すると、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は増加する。このため、例えば、検査装置１１は、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の大きさのみに基づいて異常の有無を判定しても良い。具体的には、このため、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の大きさが、整流回路３０等が正常の際の所定の値より高くなると、整流回路３０等が所定のタイミングで動作していないことを判定することができる。このように、本実施形態では直流電源装置１０を停止させること無く、直流電源装置１０の異常の検出が可能となる。また、異常が検出されると、利用者は直流電源装置１０を停止させ、故障した素子等を交換できる。このように、故障した状態で直流電源装置１０を動作させることを防ぐことができるため、直流電源装置１０に対する負担を軽減できる。さらに、故障した素子が交換されると、出力電流Ｉｏｕｔにおけるリップル電流は小さくなる。このため、直流電源装置１０が駆動する負荷への影響も小さくなる。
【００５５】
一般に、直流電源装置１０の負荷が小さい場合、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の変化は小さくなる。このため、充電電流Ｉｂａｔの交流成分のみに基づいて整流回路３０等の異常を検出することが難しい場合がある。本実施形態の算出部９０は、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比に基づいて、整流回路３０等の異常を判定している（例えば、処理Ｓ２００）。したがって、例えば、充電電流Ｉｂａｔの交流成分のみに基づいて異常の判定する場合と比べ、精度良く判定ができる。
【００５６】
また、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は、コンデンサ３１の開放故障、または整流回路３０の整流素子の開放故障により増加する。さらに、充電電流Ｉｂａｔの交流成分は、コンデンサ３１が開放故障した場合よりも、整流素子が開放故障した場合の方が大きくなる。
【００５７】
このような現象に基づいて、判定部９１は、算出部９０が算出した比が、コンデンサ３１が開放故障した際の比である“０．１”よりも高い場合には、コンデンサ３１の容量値が低下しているか、整流回路３０が所定のタイミングで動作していないことを判定する（例えば、Ｓ２００：ＹＥＳ）。
【００５８】
また、算出部９０は、蓄電池３４が均等充電されて電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇している間に、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分と、充電電流Ｉｂａｔの交流成分との比を算出する（例えば、処理Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。このため、本実施形態では、例えば、直流電源装置１０が駆動する負荷によらず、出力電流Ｉｏｕｔを増加させることができる。そして、判定部９１は、出力電流Ｉｏｕｔが増加した際の出力電流Ｉｏｕｔ及び充電電流Ｉｂａｔに基づいて整流回路３０等の異常を判定する。このため、本実施形態では、例えば、均等充電しない場合と比べ、判定精度を向上させることができる。
【００５９】
例えば、蓄電池３４が充電されている状態では、充電電流Ｉｂａｔの直流成分は、出力電流Ｉｏｕｔと同様に変化する。このため、検査装置１１０は、例えば、充電電流Ｉｂａｔの直流成分と交流成分との比に基づいて、整流回路３０等の異常の有無を判定することも可能である。
【００６０】
また、検査装置１１０の判定部９１は、充電電流Ｉｂａｔの直流成分と交流成分との比を、例えば、前述の“０．１”や“０．６”と比較することにより、直流電源装置１５における故障箇所を特定することが可能となる。
【００６１】
また、充電電流Ｉｂａｔの直流成分は、蓄電池３４が充電されていない期間においては非常に小さい場合がある。しかしながら、検査装置１１０の算出部９０は、蓄電池３４が均等充電されている間の充電電流Ｉｂａｔの比を算出する。このため、検査装置１１０の判定部９１は、精度良く整流回路３０等の異常の有無を判定することができる。
【００６２】
また、処理部９２は、判定部９１が整流回路３０等に異常があることを判定すると、直流電源装置１０が正常でないことを示す警報を出力する。また、表示器８４は、判定部９１が整流回路３０等に異常があることを判定すると、直流電源装置１０が正常でないことを示す警報情報を表示する。このため、利用者は、直流電源装置１０が異常であることを直ちに知ることができる。
【００６３】
また、検査装置１１では、電流計２２等からの結果がＡＤコンバータ８０に入力されることとしたがこれに限られない。例えば、利用者が変流器２３の値を読み取り、充電電流Ｉｂａｔの交流成分の結果に基づいて、整流回路３０が所定のタイミングで動作しているか、または、コンデンサ３１の容量値が所定の値であるかを判定しても良い。
【００６４】
また、検査装置１１はいわゆる携帯用の検査装置であるが、例えば、図８に示すように、直流電源装置１５のように、直流電源装置１５の内部に設ける構成としても良い。
【００６５】
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６６】
例えば、整流回路３０は、全てダイオードで構成されても良いし、全てサイリスタで構成されても良い。また、整流回路３０は、半波整流回路であっても良い。
【００６７】
また、本実施形態では、算出部９０は、均等充電の開始から所定時間経過後（例えば、５〜１０後）の直流成分及び交流成分の比を算出しているがこれに限られない。例えば、均等充電した際の充電電流Ｉｂａｔが所定の電流を超えたら、算出部９０が比を算出することとしても良い。また、均等充電されると充電電流Ｉｂａｔは、上昇した後に低下する。このため、算出部９０は、例えば充電電流Ｉｂａｔのデータを記憶装置８１に格納し、充電電流Ｉｂａｔが低下し始める前の電流値を取得して比を算出しても良い。
【００６８】
また、例えば、手動により均等充電を開始させことが可能な制御装置３５が用いられている場合は、利用者が適宜均等充電を開始させた後に、処理Ｓ１０４〜Ｓ１０６に対応する処理を実行しても良い。
【００６９】
また、本実施形態では、コンデンサ３１が開放故障した際の比である“０．１”等の値は、実験的に得られた値であることとしたが、例えば、シミュレーション等で算出しても良い。
【００７０】
また、処理部９２には、例えば、コンデンサ３１に異常があると判定された場合（Ｓ２０４）と、整流回路３０等に異常があると判定された場合（Ｓ２０３）とで、異なる警報を出力させても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１５  直流電源装置
１１，１１０  検査装置
１２  負荷
２０  変圧器
２１  電源供給装置
２２  電流計
２３，１００  変流器  
３０  整流回路
３１，３２  コンデンサ
３３  インダクタ
３４  蓄電池
３５  制御装置
３６，３７  電源線
４０〜４５  配電用遮断器
５０〜５２  サイリスタ
６０〜６２  ダイオード
８０  ＡＤコンバータ
８１  記憶装置
８２  マイコン
８３  インターフェース回路
８４  表示器
８５  入力装置
９０  算出部
９１  判定部
９２  処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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